EP4306783B1 - Flugzeugkraftwerk mit wasserstoff-turboexpander - Google Patents

Flugzeugkraftwerk mit wasserstoff-turboexpander

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EP4306783B1
EP4306783B1 EP23185398.7A EP23185398A EP4306783B1 EP 4306783 B1 EP4306783 B1 EP 4306783B1 EP 23185398 A EP23185398 A EP 23185398A EP 4306783 B1 EP4306783 B1 EP 4306783B1
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expander
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Michel Labrecque
Kevin Nguyen
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Pratt and Whitney Canada Corp
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Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Flugzeugkraftwerks (112; 212; 312), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
    Antreiben eines Verbrauchers (16) an Bord eines Flugzeugs (10) mit einem Verbrennungsmotor (14);
    Erhitzen eines festen Metallhydrids (34) an Bord des Flugzeugs (10), um zu bewirken, dass Wasserstoffgas (26) aus dem festen Metallhydrid (34) freigesetzt wird;
    Expandieren des Wasserstoffgases (26) durch einen Turboexpander (38), um Leistung zu erzeugen; und
    Verwenden der durch den Turboexpander (38) erzeugten Leistung, um den Verbraucher (16) anzutreiben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend Komprimieren des aus dem festen Metallhydrid (34) freigesetzten Wasserstoffgases (26) vor dem Expandieren des Wasserstoffgases (26) durch den Turboexpander (38).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Antreiben des Verbrauchers (16) mit dem Verbrennungsmotor (14) Verbrennen eines anderen Brennstoffs (22) als das Wasserstoffgas (26) in einer Brennkammer (18) des Verbrennungsmotors (14) beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend Verbrennen des Wasserstoffgases (26) in der Brennkammer (18) des Verbrennungsmotors (14) nach dem Expandieren des Wasserstoffgases (26) durch den Turboexpander (38).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend Freisetzen des Wasserstoffgases (26) in die Atmosphäre nach dem Expandieren des Wasserstoffgases (26) durch den Turboexpander (38).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei:
    der Verbrennungsmotor (14) einen Gasturbinenmotor beinhaltet, der einen Verdichter (20) beinhaltet; und
    der Verbraucher (16) den Verdichter (20) beinhaltet, der antriebsmäßig an den Turboexpander (38) gekoppelt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei:
    das Antreiben des Verbrauchers (16) mit dem Verbrennungsmotor (14) Verbrennen eines anderen Brennstoffs (22) als das Wasserstoffgas (26) in einer Brennkammer (18) des Gasturbinenmotors beinhaltet; und
    Verbrennen des Wasserstoffgases (26) in der Brennkammer (18) des Gasturbinenmotors nach dem Expandieren des Wasserstoffgases (26) durch den Turboexpander (38).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbraucher (16) einen elektrischen Generator beinhaltet.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Übertragen der durch den Turboexpander (38) erzeugten Leistung auf den Verbraucher (16) über ein antriebsmäßig an den Verbrennungsmotor (14) gekoppeltes Nebengetriebe (44).
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Übertragen von Wärme von dem Verbrennungsmotor (14) auf das feste Metallhydrid (34).
  11. System (24; 124; 224; 324) zum Antreiben eines Verbrauchers (16) an Bord eines Flugzeugs (10), wobei das System Folgendes umfasst:
    ein festes Metallhydrid (34);
    eine Wärmequelle in thermischer Verbindung mit dem festen Metallhydrid (34), um zu bewirken, dass Wasserstoffgas (26) aus dem festen Metallhydrid (34) freigesetzt wird;
    einen Turboexpander (38) in Fluidverbindung mit dem festen Metallhydrid (34), um Leistung aus dem aus dem festen Metallhydrid (34) freigesetzten Wasserstoffgas (26), das durch den Turboexpander (38) expandiert wird, zu erzeugen;
    eine erste mechanische Verbindung (40), welche die durch den Turboexpander (38) erzeugte Leistung auf den Verbraucher (16) überträgt; und
    eine zweite mechanische Verbindung (32, 46), welche die durch einen Verbrennungsmotor (14) erzeugte Leistung auf den Verbraucher (16) überträgt.
  12. System (24; ...; 324) nach Anspruch 11, umfassend eine Pumpe (42), die betriebsmäßig zwischen dem festen Metallhydrid (34) und dem Turboexpander (38) angeordnet ist, um das aus dem festen Metallhydrid (34) freigesetzte Wasserstoffgas (26) stromaufwärts des Turboexpanders (38) unter Druck zu setzen.
  13. System (24; 124; 324) nach Anspruch 11 oder 12, umfassend eine Leitung (48), die das Wasserstoffgas (26) von dem Turboexpander (38) zu einer Brennkammer (18) des Verbrennungsmotors (14) befördert.
  14. System (24; 224; 324) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, umfassend eine Leitung (54), die das Wasserstoffgas (26) von dem Turboexpander (38) in die Atmosphäre befördert.
  15. Flugzeugkraftwerk (112; 212; 312), umfassend das System (24; 124; 224; 324) nach einem der Ansprüche 11 bis 14.
EP23185398.7A 2022-07-14 2023-07-13 Flugzeugkraftwerk mit wasserstoff-turboexpander Active EP4306783B1 (de)

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US17/864,851 US20240018908A1 (en) 2022-07-14 2022-07-14 Aircraft power plant with hydrogen turbo-expander

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EP4306783A1 EP4306783A1 (de) 2024-01-17
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